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  • 學位論文

接頭梁筋T-head錨定之試驗研究

Experimental Study of Reinforced Concrete Beam Bars with Headed Anchorage in Beam-column Connection

指導教授 : 張國鎮

摘要


在傳統半預鑄方法中,柱構件和梁構件下半部份為預鑄,接頭部份為現場澆置混凝土結合,規範中要求梁下層鋼筋必須預留標準彎鉤伸至接頭遠端進行錨定,因此預鑄梁下層鋼筋須相互閃避,從而導致在設計梁斷面時須考慮閃避構造、吊裝順序、以及箍筋排列之問題。通過在梁下層採用錨定鋼筋可以有效解決此問題,但現有ACI 318規範[1]中關於錨定鋼筋最小凈間距 之要求在實務中難以應用。李宏仁與徐佳豪[2]及林克强與陳振宇[3]之研究顯示,在十字型梁柱接頭梁下層使用6根錨定鋼筋,凈間距為 左右伸入接頭中心錨定時,試體之耐震性能不亞於梁下層使用直通鋼筋之試體。但試驗中,梁下層鋼筋均未緊密配置,且錨定鋼筋均伸至柱心。爲探究梁下層鋼筋採用緊密配置時,鋼筋錨定深度以及接頭箍筋量對於試體耐震性能之影響,進行本研究試驗。 本研究試體梁下層均緊密配置8根7號鋼筋,根據錨定鋼筋埋入深度與接頭箍筋量的不同設計四座實尺寸試體,評估試體在反復載重下之耐震性能。試驗中,四座試體均發生早夭破壞(Premature failure),梁下層錨定鋼筋拉拔破壞嚴重,同時接頭部份也有一定程度剪力破壞,試體強度、韌性、耐震性能均較差。當梁下層錨定鋼筋拉拔破壞時,會從試體中帶出一中間大、兩側小混凝土塊(Breakout cone)。通過ACI 318附錄D對錨定鋼筋拉拔強度進行檢核,檢核所計算出拉拔力與實際拉拔力差距較大。從接頭變形數據中發現,採用錨定鋼筋之接頭剪應變分佈與傳統下層連續鋼筋之接頭不同,且隨著錨定鋼筋埋入深度增加產生變化:當錨定鋼筋埋入深度較小時,剪應變主要集中在接頭兩側;當埋入深度較大時,剪應變主要集中在接頭中心。最後通過與林克强與陳振宇[3]試體對比發現,在十字型梁柱接頭中,當梁下層採用緊密配置間距 錨定鋼筋延伸至柱中心錨定時,可能會因為“群樁效應”使得試體耐震性能降低,但由於目前試驗數據過少,需要進一步研究釐清相關問題。 本研究通過彎矩-位移磁滯迴圈、強度韌性、裂縫以及鋼筋應變發展對比四座試體各項性能,同時通過與以往類似試驗對比,對接頭中採用錨定鋼筋之工法提出建議。

並列摘要


參考文獻


[3] 林克强,陳政宇,「高拉力鋼筋T頭錨定梁柱接頭行為研究」,第十屆中華民國結構工程研討會,論文編號 277,桃園,2010。
[1] ACI Committee 318, “Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-08) and Commentary (ACI 318R-08), ”American Concrete Institute, Farmington Hills, 2008.
[4] Kang, T. H.-K., Shin, M., Mitra, N., and Bonacci, J. F., “Seismic Design of Reinforced Concrete Beam-column Joints with Headed Bars”, ACI Structural Journal, NO. 106-S81, November-December 2009.
[5] ACI-ASCE Committee 352, “Recommendations for Design of Beam-Column Joints in Monolithic Reinforced Concrete Structures, ”ACI Journal, Proceedings, 2002.
[6] Hwang, S. J., and Lee, H. J., “Analytical Model for Prediction Shear Strengths of Interior Reinforced Concrete Beam-column Joints for Seismic Resistance”, ACI Structural Journal, NO. 97-S04, January-February 2000.

延伸閱讀